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由于挤压、受潮会进一步絮凝成大颗粒,而且颜料越细、表面积越大、表面能更高,更容易絮凝在一起。如果通过适当的表面活性剂处理后,这些絮凝的大颗粒,在使用时就很容易被分散开来,其分散机理主要如下:润湿无机颜料粉末在液体中的分散主要经过以下三个阶段:①粉末的湿润,液体不仅要湿润粉末的表面,还要把粉末粒子间的空气和水分置换出来;②通过湿润的粉末并置换出粒子间的空气和水分后,颜料粉末中的絮凝体和聚集体被破坏;③被湿润和被破坏的絮凝体和聚集体粉末在液体中保持稳定的分散状态。也就是说分散是润湿—分散—保持分散体稳定的过程。一般情况下,无机颜料在使用前是很少进行烘干处理的,颜料的表面除了夹杂着空气,还吸附一层水膜。颜料表面通常所吸附的水量,相当于固体表面上所形成单分子膜所需要的水量。例如每克TiO2表面积为10m2,水分子吸附层厚度为10×10-10m,单分子膜所需要的水量约为颜料重量的,所以颜料中的水分含量也是影响其分散性能的主要因素之一。固体被湿润的好坏,可根据其接触角来判断,接触角为0°表示完全湿润,液体完全展布在固体的表面;接触角为180°表示完全不湿润,液体呈水珠状附着在固体的表面。固体能否在液体中良好湿润。上海无机有机颜料,德伊福颜料。山东塑料氧化铁供应商
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其它金属醇盐、配位化合物及一些络合物都可以进行共价键吸附。有机硅烷比较贵,但效果***,目前在钛白粉行业常用有机硅表面处理以提高其在不同介质中的分散性能。(4)高分子吸附。高分子链在溶液中通过链的作用,可以吸附在颜料的表面,这类吸附层很厚,可达(3~10)nm,可改善颜料的分散性、流动性和防凝聚性能。(5)中和沉淀反应。对钛白粉等无机颜料进行Al2O3、SiO2、表面处理包膜时,一般采用沉淀反应,如:硫酸铝或铝酸钠与碱或酸中和生成氢氧化铝沉淀在TiO2的表面;SiO2用硅酸钠与酸中和生成水和二氧化硅(正硅酸)沉淀到TiO2的表面上。SiO2包膜还可以直接在热压釜中加入硅粉或硅酸盐,使其呈过饱和和溶解状态,然后在缓慢冷却时均匀地析出沉淀至颜料的表面。无机颜料表面处理及添加方式:一般有干法和湿法两种。湿法处理一般是把粉碎后的颜料再打浆、湿磨、分级、表面处理、水洗、干燥后再粉碎。这种方法可以洗掉颜料中多余的水溶性盐,粒子进一步研磨分级,使粒径分布更好,表面处理均匀、效果好,但流程长、成本**法也可进行无机氧化物的包膜表面处理,但效果没有湿法好,干法一般用于有机表面处理,通常在粉碎或干燥时加入,用于提高颜料的湿润性和分散性。
大中小无机颜料的表面处理2013-10-04文山书院展开全文无机颜料的表面处理时间:2013-10-0409:10来源:南京钛白化工有限责任公司作者:唐振宁对无机颜料进行表面处理,可以进一步提高颜料的应用性能和使用效果,充分体现其光学性质和颜料性能,是提升颜料质量档次的主要措施之一。1表面处理的作用表面处理的作用可概括为以下三个方面:①提高颜料本身的特性,如着色力、遮盖力等;②提高使用性能,增强颜料在溶剂和树脂中的分散性和分散稳定性;③提高颜料制成品的耐久性、化学稳定性和加工性能。具体如图1所示。颜料的表面处理可以通过无机包膜和添加有机表面活性剂来实现其目的,例如:铬黄在制造过程中容易发胀、变稠,在调色时容易出现“丝光”,通过添加锌皂、磷酸铝、氢氧化铝来减少其粗针状晶体,降低发胀现象;铅铬黄颜料可以用二氧化硅或锑化合物或稀土元素进行表面处理,以提高其耐光、耐热和化学稳定性;镉黄可以通过SiO2、Al2O3表面处理来提高其表面积、增强耐候性,也可以通过添加硬脂酸钠、烷基磺酸盐等使其表面从亲水性变为亲油性而更容易在树脂中分散;镉红通过Al2O3、SiO2包膜表面处理也可以提高其分散性和耐候性;氧化铁颜料可以用硬脂酸作表面处理剂。上海批发氧化铁红130,190,德伊福颜料。
综合考虑分散稳定性、黏度、流动性因素,SN-Dispersant5034为水性氧化铁红色浆体系的**佳分散剂。可能原因如下:SN-Dispersant5034为阴离子型高分子聚羧酸钠盐类分散剂,它既能利用自身的锚固基紧密地吸附在颜料的表面上,其伸展链在分散介质中又能构成有效的空间位阻作用,在二者的共同作用下,被分散的颜料粒子不易聚集,即使受外力(如搅拌等)影响时也不易解吸附,制备出的色浆表现出更好的稳定性。(3)分散剂用量对色浆产品性能的影响分散剂用量对色浆的分散稳定性有重要的影响,用量过少,颜料的润湿和分散不够充分,必然导致色浆的稳定性降低;用量过多,过量的分散剂会在颜料粒子间“架桥”而重新导致絮凝,引起体系稳定性的下降。以分散剂SN-Dispersant5034丹尼尔流动点用量的1~3倍进行试验,分散剂用量对色浆性能的影响见表6。各色浆在50℃条件下贮存7d后与基础漆配成色漆后的涂膜分散形貌见图4,其中分散剂用量为丹尼尔流动点用量的1倍时制备的色浆贮后稳定性太差,无法配漆,故未做扫描。注:①丹尼尔流动点用量的倍数。从表6可以看出,当分散剂用量从丹尼尔流动点的1倍增至倍时,色浆的黏度降低,沉降体积分数增大,贮存稳定性和遮盖力增强。氧化铁黄313,德伊福颜料。山东云母氧化铁红
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随着时间的推移,已分散的颜料初级粒子在范德华力、静电力和空间位阻力的综合作用下,会相互吸引逐渐形成聚集体或聚结体[5]。根据stoke公式可知,颜料粒子的沉降速度与颜料粒径的平方成正比,粒径增大,沉降会加剧,稳定性降低。使颜料粒子充分润湿并稳定地分散在体系中,尽可能地降低其沉降速度,提高贮存稳定性,分散剂具有决定性作用。本研究依据丹尼尔流动点法[6-7]选择分散剂的种类和用量。(1)丹尼尔流动点测试丹尼尔流动点是使颜料解聚所需分散剂的**低值。对同一种颜料,分散剂的流动点越低,则说明颜料越容易分散,同时配方中需要添加的分散剂用量也越少。其测试步骤如下:称取5g氧化铁红颜料,滴加去离子水至形成干硬球体;滴加待选分散剂,直至颜料球分散成流体。通过加入的分散剂用量,可以计算出分散剂活性物对颜料的质量百分数,即丹尼尔流动点。通过测试各种分散剂对氧化铁红的丹尼尔流动点,可以筛选出丹尼尔用量较低的几种分散剂(见表4)。注:丹尼尔流动点(%)=分散剂用量(g)×活性物含量(%)/5g。从表4可看出,除Hydropalat1080和TEGODisper740W的丹尼尔流动点很高外,其余5种分散剂的丹尼尔流动点都较低,其中Hydropalat3204的**低。经初步筛选。山东塑料氧化铁供应商
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